Фотонные кристаллические сенсоры используют периодическую структуру фотонных кристаллов для передачи изменений внешней среды, способны преобразовывать раздражители целевой среды в структурный цвет, дифракционные пики или спектры отражения, обеспечивая интуитивный, быстрый и бесмаркерный детектирование при мониторинге окружающей среды на месте. В статье систематически рассмотрены коллоидные фотонные кристаллы (CPCs) как основа сенсоров, их конструкция, механизмы отклика и прогресс исследований в области обнаружения загрязнений среды. Сначала представлен обзор оптических принципов одномерных, двумерных и трехмерных CPCs, раскрывающий регулирование сигналов датчика за счет изменения параметра решетки, эффективного показателя преломления и упорядоченности структуры; далее суммируются основные стратегии дизайна структуры и материалов на примере фотонных гидрогелей, искусственных опалов/обратных опалов, сферических коллоидных кристаллических микросфер и фотонных кристаллов, композитных с металло-органическими каркасами (MOFs); на этой основе детально рассматриваются представительные применения сенсоров CPCs для обнаружения загрязнителей в газовой, жидкостной фазах, а также в промышленной и сельскохозяйственной сферах. В заключение подводятся итоги проблем стабильности, однородности партий, помехоустойчивости и портативного считывания сенсоров CPCs, а также перспективы развития в области многовариантного сбора сигналов, анализа с помощью машинного обучения и интегрированных устройств.

Фотонные кристаллические сенсоры;Коллоидные фотонные кристаллы;Структурный цвет;Загрязнители окружающей среды;Полевое обнаружение